本发明涉及一种高温合金细径薄壁毛细管及其制备方法，属于金属加工技术领域。
背景技术：
gh4169高温合金是一种al、ti、nb强化的沉淀硬化性型镍基高温合金，合金在650℃温度范围内具有高的屈服强度、抗拉强度、韧性、塑性和疲劳寿命及抗蠕变性能。gh4169高温合金毛细管作为换热器的冷却管，广泛应用于航空航天工业，及太阳能、核能发电行业。毛细管的壁厚尺寸直接影响换热器的传热效率，壁厚越薄，则换热效率越高。gh4169高温合金属于难变形合金，目前制备毛细管的工艺为轧制和拉拔，可获得毛细管的最小壁厚为0.1mm。若要获得更高换热效率的毛细管，目前gh4169高温合金毛细管尺寸及制备工艺显然不能满足需求。
技术实现要素：
本发明的目的在于克服上述不足之处，提供一种高温合金细径薄壁毛细管及其制备方法。
按照本发明提供的技术方案，高温合金细径薄壁毛细管，配方比例按质量百分比计为：cr17%-21%、ni50%-55%、mo2.8%-3.3%、nb4.75%-5.50%、al0.20%-0.80%、ti0.65%-1.15%和杂质元素≤0.1%，其余为fe。
所述杂质包括o、n、s和p，其中o≤0.0015%，n≤0.005%，s≤0.002%，p≤0.002%。
所述毛细管外径为φ0.8mm~φ1.2mm，壁厚0.03mm~0.08mm。
所述高温合金细径薄壁毛细管的制备方法，步骤如下：采用真空感应熔炼后再经氩气保护气氛电渣熔炼gh4169高温合金，得到gh4169高温合金电渣锭；将电渣锭经扩散退火，然后热锻成棒材；经机加工钻孔，获得gh4169高温合金荒管；经中间热处理，多道次轧制及拉拔，获得半成品管材；最后再经无心磨床加工，获得高精度、细径薄壁毛细管。
具体步骤如下：
（1）熔炼：准备材料，其中：cr17%-21%、ni50%-55%、mo2.8%-3.3%、nb4.75%-5.50%、al0.20%-0.80%、ti0.65%-1.15%，fe18.8-19%；
采用真空感应炉在1400-1500℃下熔炼得到溶液，随后继续精炼10-20min，浇注电极棒，再经氩气保护气氛电渣重熔，得到gh4169高温合金电渣锭；
（2）热锻：将步骤（1）所得gh4169高温合金电渣锭扩散退火，首先缓慢加热至1180℃，保温18h，然后降至锻造温度1120℃，在1120-1000℃温度区间内热锻成棒材；
（3）钻孔：步骤（2）所得的gh4169高温合金棒材经机加工钻孔，获得gh4169高温合金荒管；
（4）半成品的制备：步骤（3）所得gh4169高温合金荒管经多道次轧制及拉拔加工获得半成品管材，过程中当管材累计变形量达到50%时，进行中间热处理，加热温度980~1000℃，保温30min~1h，然后对其进行气冷。获得gh4169高温合金半成品管材；
（5）精加工：步骤（4）所得gh4169高温合金半成品管材，再经无心磨床加工，使得其外径磨削量为0.02~0.2mm，获得成品gh4169高温合金细径薄壁毛细管。
步骤（1）得到gh4169高温合金电渣锭后对其进行进一步熔炼，提高合金纯度，并使元素均匀化；电渣使用渣系：caf2：al2o3：cao=70%：15%：15%。
步骤（4）轧制加工所采用的轧机为lg60/lg30/ld15/ld8轧机。
步骤（4）中，拉拔加工采用长芯头拉拔及空拉的方式，对轧制后的管材进一步拉拔，使管材内径达到成品的内径。
采用长芯头拉拔及空拉的方式，对轧制后的管材进一步拉拔，使管材内径达到成品的内径，制备gh4169高温合金细径薄壁毛细管半成品管材。为保证成品的尺寸精度，并减少材料的浪费，预留外径磨削量为0.02~0.2mm。
采用无心磨床，将半成品管材外径进一步磨削加工到成品尺寸。由于毛细管尺寸较小，需增加无心磨床的支撑架，并采用压轮的方式固定毛细管，防止磨削过程中由于毛细管的跳动造成壁厚不均。
本发明的有益效果：本发明中的gh4169高温合金细径薄壁毛细管，壁厚尺寸只有0.03~0.08mm，作为换热零部件，可大大提高换热效率。采用金属塑性成形和机加工相结合的方法，突破了难变形高温合金塑性加工的瓶颈，可进一步减小毛细管的壁厚尺寸，并提高毛细管的尺寸精度，获得性能均一的细径薄壁毛细管。
具体实施方式
实施例1
一种gh4169高温合金细径薄壁毛细管φ0.9*0.05mm，毛细管的制备包括如下步骤：
（1）熔炼：准备材料，采用真空感应炉在1400℃下熔炼得到溶液，随后继续精炼20min，浇注电极棒，电极锭外径φ120~130mm。铸锭成分组成为：重量百分比wt%，ni52.24%，cr19.58%，mo3.08%，nb5.08%，al0.7%，ti1.0%，o0.0009%，n0.0038%，s0.0011%，p0.0019%；其余为fe。再经氩气保护气氛电渣重熔，渣量5kg，渣系caf2：al2o3：cao=70%：15%：15%，得到gh4169高温合金电渣锭φ180mm。
（2）热锻：将步骤（1）所得gh4169高温合金电渣锭扩散退火，首先缓慢加热至1180℃，保温18h，然后降至锻造温度1120℃，在1120-1000℃温度区间内热锻成φ70mm棒材直径；
（3）钻孔：步骤（2）所得的gh4169高温合金棒材经机加工钻孔，获得φ65mm*15mm*300mm的gh4169高温合金荒管；
（4）半成品的制备：步骤（3）所得gh4169高温合金荒管经多道次轧制及拉拔，当管材累积变形量为50%，进行中间热处理，加热温度980℃，保温1h，然后气冷，获得φ1mm*0.1mm的半成品管材；
（5）精加工：步骤（4）所得gh4169高温合金半成品管材，再经无心磨床加工，使得其外径磨削量为0.1mm，获得成品gh4169高温合金细径薄壁毛细管φ0.9mm*0.05mm。
步骤（4）所采用的轧机为lg60/lg30/ld15/ld8轧机。管材累计变形量达到50%左右，需进行中间固溶热处理，降低材料强度及恢复塑性。轧制获得管材φ4mm*0.4mm。
步骤（4）中，将φ4mm*0.4mm管材再采用长芯头拉拔及空拉的方式，对轧制后的管材进一步拉拔，使管材内径达到成品的内径，即φ1mm*0.1mm。
实施例2
一种gh4169高温合金细径薄壁毛细管φ0.8*0.06mm，毛细管的制备包括如下步骤：
（1）熔炼：准备材料，采用真空感应炉在1500℃下熔炼得到溶液，随后继续精炼10min，浇注电极棒，电极锭外径φ120~130mm，铸锭成分组成为：重量百分比wt%，ni52.27%，cr19.19%，mo3.13%，nb5.24%，al0.71%，ti0.88%，o0.0008%，n0.0030%，s0.0012%，p0.0016%，其余为fe。再经氩气保护气氛电渣重熔，得到gh4169高温合金电渣锭φ180mm；
（2）热锻：将步骤（1）所得gh4169高温合金电渣锭扩散退火，首先缓慢加热至1180℃，保温18h，然后降至锻造温度1120℃，在1120-1000℃温度区间内热锻成直径φ70mm棒材；
（3）钻孔：步骤（2）所得的gh4169高温合金棒材经机加工钻孔，获得φ65mm*15mm*300mm的gh4169高温合金荒管；
（4）半成品的制备：步骤（3）所得gh4169高温合金荒管经中间热处理，加热温度1000℃，保温30min，然后气冷；随后进行多道次轧制及拉拔，使得管材累积变形量为50%，获得φ4mm*0.4mm的半成品管材；
（5）精加工：步骤（4）所得φ0.88mm*0.1mm的gh4169高温合金半成品管材，再经无心磨床加工，使得其外径磨削量为0.08mm，获得成品gh4169高温合金细径薄壁毛细管φ0.8mm*0.06mm。
步骤（1）得到gh4169高温合金电渣锭后对其进行进一步熔炼，提高合金纯度，并使元素均匀化；电渣使用渣系：caf2：al2o3：cao=70%：15%：15%。
步骤（4）所采用的轧机为lg60/lg30/ld15/ld8轧机。管材累计变形量达到50%左右，需进行中间固溶热处理，降低材料强度及恢复塑性。
步骤（4）中，φ4mm*0.4mm的管材采用长芯头拉拔及空拉的方式，对轧制后的管材进一步拉拔，使管材内径达到成品的内径φ0.88mm*0.1mm。
实施例3
一种gh4169高温合金细径薄壁毛细管φ0.86*0.03mm，毛细管的制备具体步骤如下：
（1）熔炼：准备材料，配方比例同实施例2，采用真空感应炉在1450℃下熔炼得到溶液，随后继续精炼15min，浇注电极棒，再经氩气保护气氛电渣重熔，得到gh4169高温合金电渣锭；
（2）热锻：将步骤（1）所得gh4169高温合金电渣锭扩散退火，首先缓慢加热至1180℃，保温18h，然后降至锻造温度1120℃，在1120-1000℃温度区间内热锻成棒材；
（3）钻孔：步骤（2）所得的gh4169高温合金棒材经机加工钻孔，获得gh4169高温合金荒管；
（4）半成品的制备：步骤（3）所得gh4169高温合金荒管经多道次轧制及拉拔获得半成品管材φ1mm*0.1mm，当管材累积变形量为50%时，需进行中间热处理，加热温度990℃，保温45min，然后气冷。
（5）精加工：步骤（4）所得φ1mm*0.1mm的gh4169高温合金半成品管材，再经无心磨床加工，使得其外径磨削量为0.14mm，获得成品gh4169高温合金细径薄壁毛细管φ0.86*0.03mm。
步骤（1）得到gh4169高温合金电渣锭后对其进行进一步熔炼，提高合金纯度，并使元素均匀化；电渣使用渣系：caf2：al2o3：cao=70%：15%：15%。
步骤（4）所采用的轧机为lg60/lg30/ld15/ld8轧机。
步骤（4）中，拉拔采用长芯头拉拔及空拉的方式，对轧制后的管材进一步拉拔，使管材内径达到成品的内径。